1. Схема водоотливной установки. Технологические схемы стационарного водоотлива.

Установка содержит рабочие насосы 1, всасывающие и нагнетательные трубопроводы 3, 4 с задвижками 6, 8, 10, 11 и обратными клапанами, водосборник 2 и отстойник 7 с гидроэлеватором 5. Установка имеет дополнительную линию, состоящую из последовательно соединенных рабочих насосов 1, сообщенную с напорным трубопроводом 9 гидроэлеватора 5.

Технологические схемы водоотлива определяются глубиной и числом разрабатываемых горизонтов, способом и порядком отработки месторождений. При отработке одного горизонта (рис. 4.1, а) наиболее приемлемой является схема бесступенчатого водоотлива, когда вода собирается в водосборник главного водоотлива и насосы непосредственно откачивают ее на поверхность.

Рис. 4. 1. Схемы водоотлива при разработке одного и более горизонтов шахт: а – одноступенчатая; б – одноступенчатая с двумя насосами, включенными последовательно; в – одноступенчатая с бустерным насосом; г – каскадная замкнутая; д – каскадная замкнутая с промежуточной емкостью; е – раздельная; ж – каскадная разомкнутая; з – одноступенчатая с перепуском воды верхнего горизонта на нижний; и – одноступенчатая с перепуском воды верхнего горизонта в рассечку между основным и дополнительным насосом; к – одноступенчатая, с параллельным включением насосов; 1 – приемный колодец; 2 – всасывающий трубопровод; 3 – насос; 4 – нагнетательный трубопровод; 5 – ствол; 6 – насос; 7 – бустерный насос; 8 – насос вышележащего горизонта; 9 – закрытый бак; 10 – насос вышележащего горизонта; 11 – перепускной трубопровод

2. Классификация и принцип действия основных типов шахтных насосов.

Насосы:

1. Динамические - жидкость движется под силовым воздействием в камере постоянного объема, сообщающейся с подводящими и отводящими устройствами.

а)лопастные:

1. центробежные

2. диагональные

3. осевые

б) вихревые

2. Объемные - работают по принципу вытеснения жидкости из камеры за счет уменьшения ее объема. Периодическое изменение объема камеры происходит за счет возвратно-поступательного или вращательного движения рабочего органа насоса.

а) Возвратно-поступательные

1. Поршневые

2. Диафрагменные

3. Плунжерные

б) ротационные

1. пластинчатые

2. шестеренные

3. винтовые

3. Струйные - Жидкость, пар, или газ под большим давлением подается по трубе, имеющей сопло, в подводящую камеру. Из-за сужения сопла жидкость обладает большей скоростью, следовательно, и кинетической энергией.(пшикалка, крч)

а) гидроэлеваторы

б) эрлифты

3. Конструкции шахтных центробежных насосов. Высота всасывания цб насосов.

Рис. 1 Принципиальная схема центробежного насоса: 1 - рабочая камера; 2 - рабочее колесо; 3 - направляющий аппарат; 4 - вал; 5 - лопатка рабочего колеса; 6 - лопатка направляющего аппарата; 7 - нагнетательный патрубок; 8 - подшипник; 9 - корпус насоса (опорная стойка); 10 - гидравлическое торцовое уплотнение вала (сальник); 11 - всасывающий патрубок

Высотой всасывания называют расстояние по вертикали от уровня жидкости в расходном резервуаре до всасывающего патрубка насоса.

Допустимая высота всасывания - это максимальное расстояние по вертикали от уровня жидкости в расходном резервуаре до всасывающего патрубка насоса, при котором не возникает кавитации.

Кавитация - крайне нежелательное явление, заключающееся в образовании пузырьков из пара перекачиваемой жидкости, поступающей в насос, и резком схлопывании этих пузырьков внутри насоса. Пузырьки образуются, если давление в потоке жидкости снижается до давления ее насыщенного пара. Обычно во всасывающем трубопроводе давление снижается от расходного резервуара до насоса. Поэтому минимальное давление (максимальное разрежение) действует перед насосом или на входе в рабочее колесо насоса. Именно там и проявляется кавитация. Это явление сопровождается вибрацией в трубопроводной системе и насосе и ведет к быстрому разрушению рабочих органов насоса. Чтобы кавитации не возникало, высота всасывания должна быть меньше допустимой, рассчитанной по формуле:

(10)

где P₁ - давление над жидкостью в расходном резервуаре, [Па]; P_н.п. - давление насыщенного пара перекачиваемой жидкости при ее температуре, [Па]; λ - коэффициент трения во всасывающем трубопроводе; l - длина всасывающего трубопровода, [м]; d - диаметр всасывающего трубопровода, [м]; ζ - коэффициенты местных сопротивлений, имеющиеся на всасывающем трубопроводе; h_к - кавитационная поправка, [м]. Кавитационная поправка определяется по формуле:

(11)

где n - скорость вращения рабочего колеса, [об/с]. Если на всасывающем трубопроводе есть задвижки, то при работе насоса они должны быть полностью открыты, а их коэффициенты сопротивлений ζ должны быть учтены при расчете допустимой высоты всасывания по формуле (10).